第二章 食品毒理学基础PPT课件

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1、第二章食品毒理学基础 第一节毒物 毒性及毒性作用第二节剂量 剂量 反应关系第三节表示毒性的常用指标第四节安全限值 一 毒物二 毒性三 毒性作用及其类型四 损害作用与非损害作用五 毒效应谱六 靶器官七 生物学标志 第一节毒物 毒性及毒性作用 毒物和非毒物之间没有严格的界限 同一种化学物质 由于使用剂量 对象和方法的不同 则可能是毒物 也可能是非毒物 例如 亚硝酸盐 nitrate 对正常人是毒性物质 但对氰化物中毒者则是有效的解毒剂 一 毒物 在自然界中 物质的有毒有害特性同有益特性一样 都是同剂量紧密相联系 离开剂量便无法讨论其有毒有害或有益性 微量元素硒 毒物 poison 在一定条件下 以

2、较小剂量进入机体就能干扰正常的生化过程或生理功能 引起暂时或永久性的病理改变 甚至危及生命的化学物质称为毒物 按用途和来源分类 工业化学品 如生产原料 辅料 中间体等 食品添加剂 如食用色素 香精 防腐剂等 日常化学品 化妆品 洗涤用品等 农用化学品 如化肥 杀虫剂等 医用化学品 如药物 消杀剂等 环境污染物 如废水 废气 废渣中的各种化学物质 生物毒素 如动物毒素 植物毒素等 军事毒物 如芥子气等战争毒素 放射性物质 如放射性核素 天然放射性元素等 毒素 toxin 毒素是毒物的一种 特指由活的生物有机体产生的一类特殊毒物 植物毒素 e g蓖麻毒素 相思子毒素 乌头碱毒素 蓖麻子 相思子 乌

3、头属植物 箭毒木 动物毒素 e g蛇毒 蝎毒 蜂毒 蜘蛛毒 蟾蜍毒液 河豚毒素 扇贝毒素 霉菌毒素 e g黄曲霉毒素 赭曲霉毒素 细菌毒素 内毒素 外毒素 中毒 toxicosis intoxication 毒物进入机体后 引起相应的病理过程 组织结构和功能损害 代谢障碍 叫中毒 中毒按其发生发展过程 可分为急性中毒 亚急性和慢性中毒 二 毒性 toxicity 是指外源化学物与机体接触或进入体内的易感部位后 能引起损害作用的相对能力 某种物质对生物机体损害能力越大 说明其毒性 毒力 也越大 衡量毒物毒性大小的指标是剂量 引起动物机体中毒反应的剂量越小 毒性越大 暴露途径暴露期限速率频率 影响

4、毒性的其它因素 个体差异身体生理状况其它化学物的影响 多数情况下 化学物质需要进入血液并随血流到达作用部位才能发挥其毒性 而同一种化学物质经由不同途径 经口 经皮 经呼吸道等 与机体接触时 其吸收系数 即入血量与接触量之比 是不同的 暴露途径 经静脉染毒时 化学物质直接入血 吸收系数为1 通常表现出的毒性也最高 静脉以外途径染毒 一般吸收系数都小于1 表现出的毒性也相对较低 在毒理学研究中 通常按给动物染毒的时间长短分为急性 亚急性 亚慢性和慢性毒性试验 急性毒性试验 1次或24h内多次对实验动物高剂量染毒 亚急性毒性试验 一周或数周内接触毒物 亚慢性毒性试验在1个月至3个月的重复染毒慢性毒性

5、试验 至少1个月以上 甚至几代内对动物反复多次低剂量染毒 暴露期限 许多化学物质的急性染毒与较长时间染毒的毒性表现不同 一般前者迅速而剧烈 后者则相对平缓 除了强度差别外 有时还有性质差别 例如 有机溶剂苯的急性中毒表现是中枢神经系统抑制 而重复接触则导致再生障碍性贫血和白血病 暴露频率 毒作用的浓度范围 1 2 3 A C C B A B 单次染毒 重复染毒 图2 1在不同的染毒频率和消除率的条件下 剂量和靶器官内浓度的关系 不同化学物质即使染毒剂量相同 但吸收速率不同则中毒表现也将不同 吸收速率快者 如静脉注射 可在短时间内到达作用部位并形成较高浓度 从而表现出较强的毒性 速率 指一种化学

6、物质只对某种生物产生损害作用 而对其他种类生物无害 或只对机体内某一组织器官发挥毒性 而对其他组织器官不具毒作用 例如 马拉硫磷昆虫体内没有羧酸酯酶甲基汞由于具有亲脂性而易于透过血脑屏障进入脑组织 从而对神经系统产生毒性作用 它的靶器官是中枢神经系统 但甲基汞在脑组织中的浓度却远低于肝脏和肾脏 选择毒性 selectivetoxicity 三 毒性作用及其分类毒性作用 toxiceffect 又称为毒效应 是化学物质对机体所致的不良或有害的生物学改变 故又可称为不良效应 损伤作用或损害作用 化学物质的毒作用是其本身或代谢产物在作用部位达到一定数量并停留一定时间 与组织大分子成分互相作用的结果

7、速发或迟发性作用局部或全身作用可逆或不可逆作用超敏反应高敏感性和高耐受性特异体质反应 速发作用 immediateeffect 指机体与化学物质接触后在短时间内出现的毒效应 迟发作用 delayedeffect 指机体接触化学物质后 中毒症状缺如或虽有中毒症状但似已恢复 经过一定的时间间隔才表现出来的毒效应 致癌物的潜伏期往往很长 从机体与之初次接触到出现肿瘤有时需要20 30年时间 又称为远期作用 1 速发与迟发作用 局部作用 localeffect 指发生在化学物质与机体直接接触部位处的损伤作用 全身作用 systemiceffect 是指化学物质与机体接触后以一定途径进入体内 经血液循环

8、到达体内其他组织器官引起的毒性效应 2 局部与全身作用 可逆作用指停止接触化学物质后 造成的损伤可以逐渐恢复 常见于接触化学物质的剂量较低 接触时间较短 损伤较轻时 不可逆作用是指停止接触化学物质后 损伤不能恢复 甚至进一步发展加重 化学物质的毒作用是否可逆主要取决于被损伤组织的再生能力 如对于肝脏这样的再生能力强的器官 多数损伤是可逆的 而对于中枢神经这样的再生能力很差的组织 则损伤多为不可逆的 3 可逆与不可逆作用 过敏性反应也称变态反应 allergicreaction 是致敏后的机体再次接触遇到抗原后所引起机体发生剧烈的抗原抗体反应 并导致机体发生严重的后果 4 过敏性反应 5 高敏感

9、性与高耐受性 少数个体对某种外源化学物具有高反应性 即机体一次接触小剂量的该化学物即可产生显著的 远远高于正常人的毒性损伤 称为高敏感性 这部分人称为易感人群 而少数个体对某种外源化学物特别不敏感 能够耐受远远高于大多数个体所能耐受的剂量 称为高耐受性 特异体质反应系由于遗传因素所致的对某些化学物质的反应异常 例如 体内缺少乙醇脱氢酶的人少量饮酒就会醉 甚至几天不能恢复 6 特异体质反应 1 损害作用 adverseeffect 所致的机体生物学改变是持久的 可逆或不可逆的 造成机体功能容量 如进食量 体力劳动负荷能力等涉及解剖 生理 生化和行为等方面的指标的改变 维持体内的稳态能力下降 对额

10、外应激状态的代偿能力降低以及对其他环境有害因素的易感性增高 使机体正常形态 生长发育过程受到影响 寿命缩短 四 损害作用与非损害作用 2 非损害作用 non adverseeffect 所致机体发生的一切生物学变化都是暂时和可逆的 应在机体代偿能力范围之内 不造成机体形态 生长发育过程及寿命的改变 不降低机体维持稳态的能力和对额外应激状态代偿的能力 不影响机体的功能容量的各项指标改变 也不引起机体对其他环境有害因素的易感性增高 损害作用与非损害作用都属于生物学作用 后者经过量变达到某一水平后发生质变而转变为前者 五 毒效应谱 是指机体接触外源化学物后 由于化学物的性质和剂量不同 可引起机体多种

11、生物学变化 表现为 机体对外源化学物的负荷增加 意义不明的生理和生化改变 亚临床改变 临床中毒 致癌 致突变和致畸作用 死亡 外源化学物对机体的毒效应谱 外源化学物进入机体后 对体内各器官的毒作用并不一样 往往有选择毒性 selectivetoxicity 外源化学物可以直接发挥毒作用的器官或组织就称为该物质的靶器官 targetorgan 六 靶器官 原因 该器官的血液供应 存在特殊的酶或生化途径 器官的功能和在体内的解剖位置 对特异性损伤的易感性 对损伤的修复能力 具有特殊的摄入系统 代谢毒物的能力和活化 解毒系统平衡 毒物与特殊的生物大分子结合等 常见化学毒物所致主要靶器官损伤 1 暴露

12、生物学标志2 效应生物学标志3 易感性生物学标志 七 生物学标志 生物学标志 biomarker 外源化学物通过生物学屏障并进入组织或体液及其代谢产物后 对该外源化学物或其生物学后果的测定指标 1 暴露生物学标志 biomarkerofexposure 是测定组织 体液或排泄物中吸收的外源化学物 其代谢物或与内源性物质的反应产物 作为吸收剂量或靶剂量的指标 提供关于接触外源化学物的信息 暴露标志用于人群可定量确定个体的暴露水平 e g如检测人体的某些生物材料如血液 尿液 头发中的铅 汞 镉等重金属含量可以准确判断其机体暴露水平 内部剂量标志物 是在生物材料中测得的暴露物质或暴露物质的代谢产物

13、生物学有效剂量标志物 与重要的亚细胞靶结构相互作用的暴露物质剂量即生物学有效剂量 2 效应生物学标志 biomarkerofeffect 是指可以测出的机体生理 生化 行为等方面的异常或病理组织学方面的改变 可反映与不同靶剂量的化学物质或其代谢产物有关的健康有害效应的信息 效应标志可将人体暴露与环境引起的疾病提供联系 可用于确定剂量 反应关系和有助于在高剂量暴露下获得的动物实验资料外推人群低剂量暴露的危险度 因对暴露反应而引起的靶细胞或组织的生物学改变 疾病效应生物标志物与化学物质导致机体出现的亚临床或临床表现密切相关 常用于疾病的筛选与诊断 如成人血清甲胎蛋白的出现常与肝脏肿瘤有关 心肌梗死

14、患者表现为血清谷草转氨酶的活性增高肝细胞损伤常伴有各种转氨酶升高 是关于个体对外源化学物的生物易感性的指标 包括反映机体先天具有或后天获得的对接触外源性物质产生反应能力的指标 3 易感性生物学标志 biomarkerofsusceptibility 易感性标志可鉴定易感个体和易感人群 应在危险度评价和危险度管理中予以充分的考虑 可测得的遗传或获得性因素的指示物 易感性本身不引起疾病 但可影响暴露引发疾病的概率 从接触到健康效应的模式图与生物学标志的关系 第二节剂量 剂量 反应关系 一 剂量二 效应与反应三 剂量 效应关系和剂量 反应关系四 剂量 效应曲线和剂量 反应曲线 定义 既可指机体接触化

15、学物的量 或在实验中给予机体受试物的量 又可指化学毒物被吸收的量或在体液和靶器官中的量 单位 通常以单位体重接触的外源化学物数量 mg kg体重 或环境中的浓度 mg m3空气 mg L水 表示 一 剂量 接触剂量 exposuredose 又称外剂量 externaldose 是指外源化学物与机体 如人 指示生物 生态系统 的接触剂量 可以是单次接触或某浓度下一定时间的持续接触 吸收剂量 absorbeddose 又称内剂量 internaldose 是指外源化学物穿过一种或多种生物屏障 吸收进入体内的剂量 到达剂量 delivereddose 又称靶剂量 targetdose 或生物有效剂

16、量 biologicallyeffectivedose 是指吸收后到达靶器官 如组织 细胞 的外源化学物和 或其代谢产物的剂量 用来描述毒作用 效应 effect 指化学物质与机体接触后引起的生物学改变 可以用计量单位来表示 有强度和性质的差别 可以用某种测量数值表示 如 机体接触毒物后单位容积血液中红细胞数 白细胞数变化了X个 mm3 个 l 血糖变化了Xmg 100ml 某种酶变化了X单位 等 二 效应与反应 反应 response 指一定剂量的某一物质与机体接触后呈现某种效应程度的个体数在该群体中所占的比率 一般以 表示 属于计数资料 没有强度的差别 不能以具体的数值表示 而只能以 阴性或阳性 有或无 来表示 如死亡或存活 患病或未患病等 如 某起食物中毒 食用该食物的100人中 80人呕吐 腹泻 5人中毒死亡 则该食物中毒的中毒发生率为85 死亡率5 此百分率为反应 效应通常用于表示化学物质在个体中引起的毒效应强度的变化 反应则用于表示化学物质在群体中引起的某种毒效应的发生比例 三 剂量 效应关系和剂量 反应关系 剂量 效应关系表示化学物质的剂量与个体中发生的效应之间的关系 剂